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高考物理二轮复习专题教案全集

高考物理二轮复习专题教案全集
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20XX年高考物理复习

全册教案

目录

20XX年高考物理二轮专题复习《临界问题》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《光学》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《动量》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《图像问题》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《恒定电流》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《新科技问题》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《机械振动和机械波》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《机械能》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《热学》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《电场》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《电磁感应》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《磁场》教案

20XX年高考物理二轮专题复习《论述题》教案

20XX 年高考物理二轮专题复习 磁场教案

一、基本概念

1.磁场的产生

⑴磁极周围有磁场。⑵电流周围有磁场(奥斯特)。 安培提出分子电流假说(又叫磁性起源假说),认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。

⑶变化的电场在周围空间产生磁场(麦克斯韦)。

2.磁场的基本性质

磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用(对磁极一定有力的作用;对电流可能有力的作用,当电流和磁感线平行时不受磁场力作用)。

3.磁感应强度

IL

F B (条件是L ⊥B ;在匀强磁场中或ΔL 很小。) 磁感应强度是矢量。单位是特斯拉,符号为T ,1T=1N/(A ?m)=1kg/(A ?s 2

)

4.磁感线

⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向,也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线(和静电场的电场线不同)。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线:

地磁场的特点:两极的磁感线垂直于地面;赤道上方的

磁感线平行于地面;除两极外,

磁感线的水平分量总是指向北方;南半球的磁感线的竖直分量向上,北半球的磁感线的竖直分量向下。

⑷电流的磁场方向由安培定则(右手螺旋定则)确定:对直导线,四指指磁感线方向;

对环行电流,大拇指指中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

二、安培力 (磁场对电流的作用力)

1.安培力方向的判定 ⑴用左手定则。 ⑵用“同向电流相吸,反向电流相斥”(适用于两电流互相平行时)。可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长直螺线管等效为条形磁铁)。

只要两导线不是互相垂直的,都可以用“同向电流相吸,

反向电流相斥”判定相互作用

条形磁铁 通电环行导线周围磁场 通电长直螺线管内部磁场 通电直导线周围磁场

的磁场力的方向;当两导线互相垂直时,用左手定则分别判定每半根导线所受的安培力。

例1.如图所示,可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流,不计通电

导线的重力,仅在磁场力作用下,导线将如何移动? 解:先画出导线所在处的磁感线,上下两部分导线所受安培力的方向相反,使导线从左向右看顺时针转动;同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动

(不要说成先转90o后平移)。分析的关键是画出相关的磁感线。

例2.条形磁铁放在粗糙水平面上,正中的正上方有一导线,通

有图示方向的电流后,磁铁对水平面的压力将会______(增大、减小还是不变?)。水平面对磁铁的摩擦力大小为______。

解:本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过

两极的那条磁感线(如图中下方的虚线所示),可看出两极受的磁场力

的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小,但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条(如图中上方的虚线所示),可看出导线受到的安培力竖直向下,因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管,上方的电流是向里的,与通电导线中的电流是同向电流,所以互相吸引。

例3.电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转?

解:画出偏转线圈内侧的电流,是左半线圈靠电子流的一侧为向里,右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的,根据“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”,可判定电子流向左偏转。

2.安培力大小的计算 F =BLI sin α(α为B 、L 间的夹角)高中要求会计算α=0(不受安培力)和α=90o两种情况。

例4.如图所示,光滑导轨与水平面成α角,导轨宽L 。金属杆长也为L ,

质量为m ,水平放在导轨上。匀强磁场磁感应强度为B ,方向垂直于金属杆。当

回路总电流为I 1时,金属杆正好能静止。求:⑴B 至少多大?这时B 的方向如何?⑵若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上,应把回路总电流I 2调到多大才能使金属杆保持静止? 解:画出金属杆的截面图。由三角形定则可知,只有当安培力方向沿导轨平面向

上时安培力才最小,B 也最小。根据左手定则,这时B 应垂直于导轨平面向上,大小满足:BI 1L =mg sin α,B =mg sin α/I 1L 。 当B 的方向改为竖直向上时,这时安培力的方向变为水平向右,沿导轨方向合力

为零,得BI 2L cos α=mg sin α,I 2=I 1/cos α。

解这类题时必须画出截面图,从平面图中弄清各矢量方向间的关系。

例5.如图所示,质量为m 的铜棒搭在U 形导线框右端,棒长和框宽均为L ,磁感应强度为B 的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后,在磁场力作用下铜棒被平抛出去,下落h 后落在水平面上,水平位移为s 。求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q 。

解:闭合电键后的极短时间内,铜棒受安培力向右的冲量F Δt =mv 0而被平抛出

去,其中F =BIL ,而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q =I Δt ,由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度h g s t s v 20==,最终可得h g BL ms Q 2=。

三、洛伦兹力

1.洛伦兹力的大小

F 2

运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它是安培力的微观表现。

计算公式的推导:如图所示,整个导线受到的磁场力(安培力)为F 安

=BIL ;其中I=nesv ;设导线中共有N 个自由电子N=nsL ;每个电子受的磁场力为f ,

则F 安=Nf 。由以上四式得f=qvB 。条件是v 与B 垂直。(v 与B 平行时洛伦兹

力为零。)

2.洛伦兹力的方向

在用左手定则时,四指必须指电流方向(不是速度方向),即正电荷定向移动的方向;

对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向。 例6.磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从左向右喷射,两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极?两板间最大电压为多少?

解:由左手定则,正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。所以上极板为正。正、负极板间会产生电场。当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电

场力等值反向时,达到最大电压:U=Bdv 。当外电路断开时,这也就是电动势E 。当外电路接通时,极板上的电荷量减小,板间场强减小,洛伦兹力将大于

电场力,进入的正负离子又将发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv ,但路端电压

将小于Bdv 。

注意: ⑴正负离子速度方向相同时,在同一磁场中受洛伦兹力方向相反。

⑵无论外电路是否接通,电动势Bdv 保持不变;外电路接通时,电路中有电流,一定有洛伦兹力大于电场力,因此两板间的路端电压将小于电动势Bdv 。

⑶注意对带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析。

例7.半导体靠自由电子(带负电)和空穴(相当于带正电)导电,分为p 型和n 型两种。p 型半导体中空穴为多数载流子;n 型半导体中自由电子为多数载流子。用以下实验可以判定一块半导体材料是p 型还是n 型:将材料放在匀强磁场中,通以图示方向的电流I ,用电压表比较上下两个表面的电势高低,若上极板电势高,就是p 型半导体;若下极板电势高,就是n 型半导体。试分析原因。

解:分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向,由于四指指电流

方向,都向右,所以洛伦兹力方向都向上,它们都将向上偏转。p 型半导体

中空穴多,上极板的电势高;n 型半导体中自由电子多,上极板电势低。

注意:

当电流方向相同时,正、负离子在同一个磁场中的所受的洛伦兹力方向相同,所以偏转方向相同。

3.洛伦兹力的应用

带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,因此有:r m v qvB 2=,由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式:Bq m T Bq m v r π2,==。

注意:计算题中,必须先写出原始方程,再写半径公式和周期公式。

例8.如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?(不考虑正、负电子间的相互作用)

解:正负电子的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点相距2r ,由图还看出经历时间相差2T /3。

I B

由r

mv evB 2=得轨道半径r 和周期T 分别为Be m T Be mv r π2,==, 因此两个射出点相距Be mv s 2=,时间差为Bq m t 34π=?。

解题关键是画好示意图,画图中特别注意找圆心、找半径和用对称。

4.带电粒子在匀强磁场中的偏转

⑴穿过矩形磁场区。要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。偏转角由sin θ=L /R 求出。侧移由R 2=L 2-(R-y )2解出。经历时间由Bq m t θ=得出。 注意,这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点,

这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同!

⑵穿过圆形磁场区。画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。偏角可由R r =2tan θ求出。经历时间由Bq m t θ=得出。 注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。

例9.在真空中半径为r=3.0×10-2m 的圆形区域内。有磁感应强度B=0.20T ,方向

垂直于纸面向外的匀强磁场。一带电粒子以速度v 0=1.2×106m/s 的初速度,从圆的直

径ab 的一个端点a 射入圆形区域。已知该带电粒子的荷质比为q /m =108C/kg ,不计重

力。则粒子在该圆形区域内运动的时间最长为_____s ,与此对应的在a 点入射时的速度方向与直径ab 的夹角应该是______。 解:先计算出带电粒子在该磁场中的轨道半径Bq

mv

R ==6.0×10-2m=2r ,因此在磁场圆中的轨迹一定是一段劣弧。在同圆中劣弧越长所对的弦也越长,而圆内最长的弦就是直径,因此该粒子应从b 点射出。又由于R=2r ,因此轨迹两端与圆心恰组成正三角形,偏转角为60o,时间是Bq m

T t 36π===5.2×10-8s 。a 点入射时的速度方向与直径ab 的夹角是30o。 例10.一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P (a ,0)点以速度v ,沿与

x 正方向成60o的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y 轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B 和射出点S 的坐标。

解:根据已知画出粒子在磁场中的运动轨迹,其圆心一定在y 轴上,半径是

o 30cos a r =,由r m v qvB 2=得qB m v r =,因此aq

mv B 23=。射出点S 到原点O 的距离是1.5r ,因此坐标为(0,a 3)。

四、带电粒子在混合场中的运动

1.空间同时存在正交的匀强电场和匀强磁场

正交的匀强磁场和匀强电场组成“速度选择器”。带电粒子(不计重力)必须

x

以唯一确定的速度(包括大小、方向)才能匀速(或者说沿直线)通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力和电场力的平衡得出:qvB=Eq ,B

E v =。在本图

中,速度方向必须向右。

⑴这个结论与带电粒子的电性、电量都无关。

⑵若速度小于该速度,电场力将大于洛伦兹力,粒子向电场力方向偏转,穿越混合场过程电场力做正功,动能增大,洛伦兹力也增大,粒子的轨迹是一条复杂曲线;若大于该速度,粒子将向洛伦兹力方向偏转,穿越混合场过程电场力将做负功,动能减小,洛伦兹力也减小,轨迹也是一条复杂曲线。

例11.某带电粒子从图中速度选择器左端由中点O 以垂直于电场和磁场的

速度v 0向右射去,从右端中心a 下方的b 点以速度v 1射出;若增大磁感应强度B ,该粒子将打到a 点上方的c 点,且有ac =ab ,则该粒子带______电;第二次射出时的速度为_______。 解:B 增大后向上偏,说明洛伦兹力向上,所以为带正电。由于洛伦兹力

总不做功,所以两次都是只有电场力做功,第一次为正功,第二次为负功,但功的绝对值相同,因此

21202222020212,2

1212121v v v mv mv mv mv -=∴-=- 2.带电粒子分别通过匀强电场和匀强磁场

例12.如图所示,一个带电粒子两次以同样的垂直于场线的初速度v 0

分别穿越匀强电场区和匀强磁场区, 场区的宽度均为L 偏转角度均为α,

求E ∶B

解:分别利用带电粒子的偏角公式。在电场中偏转: 20

tan mv EqL =α,在磁场中偏转:0sin m v LBq =α,由以上两式可得

α

cos 0v B E =。可以证明:当偏转角相同时,侧移不同(电场中侧移大);当侧移相同时,偏转角不同(磁场中偏转角大)。

3.带电粒子依次在电场、磁场中做连续运动

例13.如图所示,在xOy 平面内的第Ⅲ象限中有沿-y 方向的匀强电场,场

强大小为E 。在第Ⅰ和第Ⅱ象限有匀强磁场,方向垂直于坐标平面向里。有一个

质量为m ,电荷量为e 的电子,从y 轴的P 点以初速度v 0垂直于电场方向进入

电场(不计重力),经电场偏转后,沿着与x 轴负方向成45o角进入磁场,并能

返回到原出发点P 。①简要说明电子的运动情况,并画出电子运动轨迹的示意图;

②求P 点距坐标原点的距离;③电子从P 点出发经多长时间再次返回P 点?

解:①设OP=x ,在电场中偏转45o,说明在M 点进入磁场时的速率是2v 0,由动能定理知电场力做功Eex =2021mv ,因此eE m v x 22

0=;由于这段时间内水平、竖直方向平均速度之比为2∶1,因此OM =2x 。根据电子在

2v

磁场中做圆周运动轨道的对称性,从N 点射出磁场时速度与x 轴也成45o,又恰好能回到P 点,因此ON =x 。可知在磁场中做圆周运动的半径R =1.52x 。轨迹如右图中红线所示。②P 点距坐标原点的距离为eE

m v x 220=。③电子在第Ⅲ象限的平抛运动时间eE mv v x t 0012==,在第Ⅳ象限直线运动的时间eE mv v x

t 222003==,在第Ⅰ、Ⅱ象限运动的时间是022243v R t π?=,而eE mv x R 42322320=?=,带入得eE

m v t 8902π=,因此t=t 1+ t 2+ t 3=()eE m v 83340π+。 4.带电微粒在重力、电场力、磁场力共同作用下的运动(电场、磁场均为匀强场) ⑴带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡,而洛伦兹力充当向心力。

例14.一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____,旋转方向为_____。若已知圆半径为r ,电场强度为E 磁感应强度为B ,则线速度为_____。

解:因为必须有电场力与重力平衡,所以必为负电;由左手定则得逆时针转动;再由E

Brg v Bq mv r mg Eq ===得和

⑵带电微粒在三种场共存区域中做直线运动。当其速度始终平行于磁场时,不受洛

伦兹力,因此可能做匀速运动也可能做匀变速运动;当带其速度垂直于磁场时,只能做匀速运动。

例15.如图所示,空间某一区域内同时存在竖直向下的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场。带电微粒a 、b 、c 所带电荷电性和电量都相同,以相同的速率在此空间分别向

右、向左、向里做匀速运动。有以下判断:①它们都带负电;②它们都带正电;③b

的质量最大;④a 的质量最大。以上判断正确的是

A .①③

B .②④

C .①④

D .②③ 解:由c 知电性必须为负;在竖直方向它们所受合力都为零,其中电场力方向都向上,大小也相等,但a 受的洛伦兹力向下,b 受的洛伦兹力向上,c 不受洛伦兹力,而重力向下,因此b 的重力最大,质量最大。选A 。 五、质谱仪 加速器

1.质谱仪

下图的两种装置都可以用来测定带电粒子的荷质比,或者在已知电量的情况下测定粒子质量。

⑴带电粒子质量m ,电荷量q ,由电压U 加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀

强磁场,测得在该磁场中做圆周运动的轨道半径为r ,则有: 221mv qU =,r m v qvB 2=,可得222r B U m q = ⑵带电粒子质量m ,电荷量q

,以某一速度恰好能沿直线穿过速度选择器(电

场强度E ,磁感应强度B 1),垂直进入磁感应强度为B 2的匀强磁场。测得在该磁场中做圆周运动的轨道半径为r ,则有:qE=qvB 1,r m v qvB 22=,可得:r

B B E m q 21=

2.回旋加速器

利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关的特

点,可以作成回旋加速器。在AA 和A /A /间加交变电压,其周期与粒子运动周期相同。带电粒子在两个D 形金属盒之间运动时,被电场加速;在D 形金属盒内运动时,由于D 形金属盒可以屏蔽电场,因此带电粒子只受洛伦兹力作用而作匀速圆周运动。D 形金属盒的半径与粒子的最大动能对应。用此装置可以将质子加速到

约20MeV 。

例16.在高能物理研究中,粒子回旋加速器起着重要作用,下左图为它的示

意图。它由两个铝制的D 形盒组成,两个D 形盒正中间开有一条狭缝。两个D 形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。右图为俯视图,在D 形盒上半面中心S 处有已正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D 形盒中。在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速。如此周而复始,最后到达D 形盒的边缘,获得最大速度,由导出装置导出。已知正离子电荷量为q ,质量为m ,加速时电极间电压大小为U ,磁场的

磁感应强度为B ,D 形盒的半径为R 。每次加速的时间极短,可忽

略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。⑴为了使正离子每经过狭缝都被加速,求交变电压的频率;⑵求离子能获得的最

大动能;⑶求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之

比。 解:⑴交变电压的周期跟离子在磁场中做圆周运动的周期相同:qB

m T π2=,因此

m

qB f π2=; ⑵由半径公式qB

m v r =知,半径越大,当半径为R 时动能最大:

m R B q m p E km 222222==; ⑶从静止开始运动到第n 次在下半盒中运动,一定是经过(2n -1)次加速,因此第1次与第n 次在下半盒中运动时动能之比为1∶(2n -1),因此半径之比为

1211-=n r r n 。 3.直线加速器。

如图所示,质子源和2、4、6……金属圆筒接交变电源上端,1、3、5……金属圆筒接交变电源下端。质子从质子源由静止出发,被源、1间的电场加速后进入1圆筒内(筒把电场屏蔽,质子在筒内做匀速运动)出1筒后交变电源极性恰好改变,于是质子在1、2筒间再次加速……。由于质子在金属圆筒内作匀速运动的速度越来越大,因此圆筒要求越来越长。

黑龙江省哈尔滨市第一零九中学20XX 年高考物理二轮专题复习 电

场教案

一、库仑定律

真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。即:

2

21r q kq F = 其中k 为静电力常量, k =9.0×10 9 N m 2/c 2 1.成立条件

①真空中(空气中也近似成立),②点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计。(这一点与万有引力很相似,不同的是:对质量均匀分布的球,无论两球相距多近,r 都等于球心距;而对带电导体球,距离近了以后,电荷会重新分布,不能再用球心距代替r )。

2.应用举例

例1.在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+9Q 和-4Q 的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置,可以使它在电场力作用下保持静止?

解:先判定第三个点电荷所在的区间:只能在B 点的右侧;再由2r kQq F =,F 、k 、q 相同时Q r ∝∴r A ∶r B =3∶2,即C 在AB 延长线上,且BC=2AB

此类题必须“先定段、再定点”:两个已知电荷把直线分成三段,先根据固定电荷的电性和电荷量确定第三个电荷应该在这三段中的哪一段,在根据库仑定律确定在该段上的哪一点。

例2.已知如图,带电小球A 、B 的电荷分别为Q A 、Q B ,OA=OB ,都用长L 的丝线悬挂在O 点。静止时A 、B 相距为d 。为使平衡时AB 间距离减为d /2,可采用以下哪些方法

A .将小球A 、

B 的质量都增加到原来的2倍

B .将小球B 的质量增加到原来的8倍

C .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半

D .将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的一半,同时将小球B 的质量也减小到原来的一半

解:由B 的共点力平衡图知L d g m F B =,而2d Q kQ F B A =,可知3g

m L Q kQ d B B A ∝,选B 。

例3.两个相同的带电金属球(视为点电荷),相距一定距离放置,两球间的库仑力大小为F ;用绝缘工具将两球相碰后再放回原处,两球间的库仑力大小为F ′。先有如下判断:①若两球原来带同种电荷,一定有F ′>F ;②若两球原来带异种电荷,一定有F ′F ;④若两球原来带不等量异种电荷可能出现F ′=F 。以上判断正确的有

+9Q

-4Q

A .①②

B .③④

C .①③

D .②④

解:要分情况讨论:若为等量同种电荷,F ′=F ;若为不等量同种电荷F ′>F ;若为等量异种电荷,F ′=0F 、F ′=F 、F ′

二、电场的性质

电场的最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用,电荷放入电场后就具有电势能。

1.电场强度

场强E 是描述电场的力的性质的物理量。

⑴定义:放入电场中某点的试探电荷所受的电场力F 跟它的电荷量q 的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。q F E = 单位是V/m ,也可以用N/C 。

①这是电场强度的定义式,适用于任何电场。

②其中的q 为试探电荷,是电荷量很小的点电荷,可正可负,它的放入不影响被探测的电场。

③电场强度是矢量,规定其方向与正电荷在该点受的电场力方向相同。 ⑵点电荷周围的场强公式是:2r

kQ E =,其中Q 是产生该电场的电荷,叫场电荷。 ⑶匀强电场的场强公式是:d

U E =,其中d 是沿电场线方向上的距离。

例4.图中边长为a 的正三角形ABC 的三点顶点分别固定三个点电荷+q 、+q 、-q ,求该

三角形中心O 点处的场强大小和方向。

解:每个点电荷在O 点处的场强大小都是

()23/3a kq E =

由图可得O 点处的合场强为26a

kq E o =方向由O 指向C 。 2.电势差(电压)和电势

电荷q 在电场中由A 点移到B 点,电场力做功W AB 与q 的比,叫AB 间的电势差(又叫电压),用U AB 表示,即W AB =qU AB 。

如果在电场中选择某一点为参考点,可以用电势差来定义电场中各点的电势:电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(即零势能点)时电场力所做的功。电势用Φ表示。在理论研究中一般以无穷远为零势能点,在实际电路中一般以大地为零势能点。

电压和电势的关系:U AB =ΦA -ΦB ,显然有U AB = -U BA 。两点间的电压与零电势点的选取无关。

3.电场线和等势面

物理学中用电场线和等势面来形象地描绘电场强度和电势。

要牢记以下6种常见的电场的电场线和等势面:

孤立点电荷周围的电场

A

等量异种点电荷的电场

电场线、等势面的特点以及电场线、等势面间的关系:

①电场线的方向为该点的场强方向,电场线的疏密表示场强的大小;

②电场线互不相交,等势面也互不相交;

③电场线和等势面在相交处互相垂直;

④电场线的方向是电势降低的方向,而且是降低最快的方向;

⑤电场线密的地方等差等势面密,等差等势面密的地方电场线也密;

⑥沿匀强电场中任何一条直线(等势面除外),电势都是均匀变化的。

例5.如图所示,三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面,这三个圆的半径成等差数列。A 、B 、C 分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线上。A 、C 两点的电势依次为φ

A =10V 和φC =2V ,则

B 点的电势是

A .一定等于6V

B .一定低于6V

C .一定高于

6V D .无法确定

解:由U =Ed ,在

d 相同时,E 越大,电压U 也越大。因此U AB > U BC ,选B 。

例6.如图所示,在等量异种点电荷的电场中,将一个正的试探电荷由a 点沿直线移到o 点,再沿直线由o 点移到c 点。在该过程中,检验电荷所受的电场力大

小和方向如何改变?其电势能又如何改变? 解:根据电场线和等势面的分布可知:电场力一直减小而方向不变;电势能先

减小后不变。

三、电荷引入电场

1.将电荷引入电场

将电荷引入电场后,它一定受电场力F=Eq ,且一定具有电势能E=φq 。

2.在电场中移动电荷电场力做的功

在电场中移动电荷电场力做的功W=qU ,只与始末位置的电势差有关。在只有电场力做功的情况下,电场力做功的过程是电势能和动能相互转化的过程。W = -ΔE =ΔE k 。

⑴无论对正电荷还是负电荷,只要电场力做功,电势能就减小;克服电场力做功,电势能就增大。

⑵正电荷在电势高处电势能大;负电荷在电势高处电势能小。

⑶利用公式W=qU 进行计算时,各量都取绝对值,功的正负由电荷的正负和移动的方向判定。

⑷每道题都应画出示意图,抓住电场线这个关键。(电场线能表示场强的大小、方向,又能表示电势降低的方向。有了它,可以很方便地判定点电荷在电场中受力、做功、电势能变化等情况。)

例7.已知ΔABC 处于匀强电场中。将一个带电量q =-2×10-6C 的点电荷从A 移

到B 的过程中,电场力做功W 1=-1.2×10-5J ;再将该点电荷从B 移到C ,电场力做

功W 2=6×10-6J 。已知A 点的电势φA =5V ,则B 、C 两点的电势分别为____V 和____V 。

试在右图中画出通过A 点的电场线。

解:先由W =qU 求出AB 、BC 间的电压分别为6V 和3V ,再根据负电荷A →B 电匀强电场

场力做负功,电势能增大,电势降低;B →C 电场力做正功,电势能减小,电势升高,知φB = -1V φC =2V 。沿匀强电场中任意直线电势都是均匀变化的,因此AB 中点D 的电势与C 点电势相同,CD 为等势面,过A 做CD 的垂线必为电场线,方向从高电势指向低电势,斜向左下方。

例8.如图所示,虚线a 、b 、c 是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的质点仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P 、Q 是轨迹上的两点。下列说法中正确的是

A .三个等势面中,等势面a 的电势最高

B .带电质点一定是从P 点向Q 点运动

C .带电质点通过P 点时的加速度比通过Q 点时小

D .带电质点通过P 点时的动能比通过Q 点时小

力方向是斜向左下方。由于是正电荷,所以电场线方向也沿电场线向左下方。选D 。

例9.一平行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率v 匀速下降;若两板间电压为U ,经一段时间后,油滴以速率v 匀速上升。若两板间电压为-U ,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是

A .2v 、向下

B .2v 、向上

C .3v 、向下

D .3v 、向上

解:设阻力大小

f=kv ,无电场匀速下降时mg=kv ;电压为U 以v 匀速上升时,电场力必向上F-mg=kv ;电压为

-U 时,电场力必向下,大小仍为F ,因此速度v ′必向下且F+mg=kv ′,得v ′=3v

。选C 。

四、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子在匀强电场中的加速

一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力,可以认为只有电场力做功。由动能定理W =qU =ΔE k ,此式与电场是否匀强无关,与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。

例10.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所

示。电子原来静止在左极板小孔处。(不计重力作用)下列说法中正确的是 A .从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直

到打到右极板上

B .从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动

C .从t=T /4时刻释放电子,电子一定会在两板间振动

D .从t=3T /8时刻释放电子,电子必将回到左极板小孔处

解:从t=0时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T /2,接着匀减速T /2,速度减小到零,又向右匀加速T /2,接着匀减速T /2…直到打在右极板上;如果两板间距离不够大,电子也始终向右运动,直到打到右极板上。从t=T /4时刻释放电子,如果两板间距离足够大,电子将向右先匀加速T /4,接着匀减速T /4,速度减到零后,改为向左先匀加速T /4,接着匀减速T /4,在两板间振动;如果两板间距离不够大,电子在第一次向右运动过程中就可能打在右极板上。从t=3T /8时刻释放电子,电子将向右先匀加速T /8,接着匀减速T /8,速度减到零,如果两板间距离不够大,电子在上述过程中可能已经到达右极板上,而不会返回左极板。选A 。

2.带电粒子在匀强电场中的偏转

质量为m 电荷量为q 的带电粒子(不计重力)以平行于极板的初速度v 0射入长L 、板间距离为d 的平行板电容器间,两板间电压为U 。求射出时的侧t -U v t 0

移、偏转角和动能增量。 ⑴侧移:d U UL v L dm Uq y '=??? ????? ??=4212

2。不要死记公式,要清楚物理过程。根据不同的已

知条件,改用不同的表达形式(已知初速度、初动能、初动量或加速电压等)。 ⑵偏角:d U UL dmv UqL v v y '===2tan 2θ。必然有θtan 2

L y =,说明末速度的反向延长线与初速度延长线的交点恰好在水平位移的中点。这一点和平抛运动的结论完全相同。

⑶穿越电场过程的动能增量:ΔE k =Eqy (注意,一般来说不等于qU )

3.示波管的原理

利用两组正交的偏转极板,可以控制电子打在荧光屏上的位置。如图:两组偏转电极分别控制电子在水平、竖直方向的

偏转。一般在水平偏转电极上加扫描电压(从左向右周期性扫

描),在竖直偏转电极上加需要研究的信号。 例11.如图是示波管的示意图。电子从灯丝发射出来经,电压为U 1的电场加速后,从加速极板A 上的小孔O 1射出,沿中

心线O 1O 2进入MN 间的偏转电场。O 1O 2与偏转电场方向垂直,偏转电场的电压为U 2。经过偏转电场的右端P 1点离开偏转电场,然后打在垂直O 1O 2放置的荧光屏上的P 2点。已知平行金属极板MN 间的距离为d ,极板长度为L ,极板的右端与荧光屏之间的距离为L ′。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,电子离开灯丝时的初速度忽略不

计。⑴求电子通过P 1点时偏离中心线O 1O 2的距离。⑵若O 1O 2的延长线交于屏上O 3点,P 2点到O 3点的距离称为偏转距离y 。单位偏转电压引起的偏转距离(即y /U )称为示波管的灵敏度。写出示波管灵敏度的表达式,并分析如何才能提高该示波管的灵敏度。 解:⑴电子在偏转电场中的侧移d

U L U v L dm q U y 122

221421=??? ????? ??=;⑵P 1P 2的反向延长线与中心线的交点到极板边缘的距离为L /2,由相似形得

L

L L L L L y y '+='+=22

21,()1242dU L L L U y '+=。提高灵敏度的途径有:增加极板长度L 、增加极板到荧光屏的距离L ′、减小极板间距d 或减小加速电压U 1。(改变U 2只能改变偏转距离,但不能改变灵敏度y /U 。)

4.带电物体在电场力和重力共同作用下的运动。

当带电体的重力和电场力大小可以相比时,不能再将重力忽略不计。这时研究对象经常被称为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”等。

例12.已知如图,水平放置的平行金属板间有匀强电场。一根长l 的绝缘细绳一端固定在O 点,另一端系有质量为m 并带有一定电荷的小球(看作质点)。小球原来静止在C 点。当给小球一个水平冲量后,它可以在竖直面内绕O 点做匀速圆周运动。若将两板间的电压增大为原来的3倍,要使小球从C 点开始在竖直面内绕O 点做圆周运动,至少要给小球多大的水平冲量?在这种情况下,小球运动过程中细绳所受的最大拉力是多大?

3

2

荧光屏 偏转电 C

解:原来小球受的电场力和重力等大反向。增大电压后电场力是重力的3倍,场力的合力向上。C 点处有最小速度和最小向心力2mg ,这时绳的拉力为零,由l

m v m g 22=得

v =gl 2,因此给小球的最小冲量为I = m gl 2。在最高点D 小球受到的拉力最大。从C 到D 对小球用动能定理:22212122mv mv l mg D -=?,在D 点l

mv mg F D 22=-,解得F =12mg 例13.已知匀强电场方向水平向右,场强E =1.5×106V/m ,丝线长l=40cm ,上端系于O

点,下端系质量m =1.0×10-4kg ,带电量q =+5.0×10-10C 的小球,将小球从最低点A 由静止释放,求:⑴小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角多大?⑵摆动过程中小球的最大速度是多大?

解:⑴此装置可称为“歪摆”。其摆动的平衡位置由重力和电场力合力的方向确定(悬点与平衡位置的连线就是重力和电场力合力的方向)。由题意得得电场力

F e =0.75

G ,电场力和重力的合力F=1.25G 。摆到平衡位置时丝线与竖直方向所成的角是37o,因此最大摆角为74o。 ⑵小球通过平衡位置时速度最大。由动能定理,重力和电场力合力做功等于动能增加:22

151m mv l F =?,解得v m =1.4m/s 。 五、电容器

1.电容器

两个彼此绝缘又相隔很近的导体组成一个电容器。

2.电容器的电容 电容U

Q C =是表示电容器容纳电荷本领的物理量,由电容器本身的性质(导体大小、形状、相对位置及电介质)决定。国际单位法拉F 、微法μF 、皮法pF

3.电容器的分类

固定电容器、可变电容器、电解电容器。

4.平行板电容器的电容 平行板电容器的电容的决定式是:d

s kd s C επε∝=4 利用静电计研究平行板电容器的电容与哪些因素有关。

静电计是测量电势差的仪器。指针偏转角度越大,表示金属外壳和上方金属小球间的电势差越大。在本实验中,静电计指针和A 板等电势,静电计金属壳和B 板等电势,因此指针偏转角越大表示A 、B 两极板间的电压越高。

插入电介质时两板间电压的变化情况(实线表示变化前指针的位置,虚线表示变化后指针的位置)。由U

U Q C 1∝=知,这三种情况下电容分别减小、减小、增大。因此C 和S 、d 、ε的关系应该是

d

S C ε∝。

例14.平行板电容器的电容为C ,两板间的距离为d ,上板带正电,电量为Q ,下板带负电,电量也为Q ,它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连,小球的电量都为q ,杆长为l ,且l < d 。现将它们从很远处移到电容器内两板之间,处于图示的静止状态(杆与板面垂直),在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少?(设两球移动过程中极板上电荷分布情况不变) A .Cd Qlq B .0 C .()l d Cd Qq

- D .Qd Clq 解:把该过程分成三个阶段:先将系统由无穷远处沿平行板中轴线水平移到电容器内,由于是沿着等势面移动的,因此电场力不做功;再将系统转动90o,克服电场力W=Eql ,其中d U E =,C Q U =,因此W=Cd

Qlq ;再将系统沿竖

直方向移到图示位置,电场力做功为零。选A 。

5.平行板电容器内电场的变化

电容器和电源连接如图,改变板间距离、改变正对面积或改变板间电解质材料,都会改变其电容,从而可能引起电容器两板间电场的变化。分两种常见的类型:

⑴充电后电键K 保持闭合,则电容器两端的电压U 恒定(等于电源电动势),电容器带d

d U E d S kd S C C CU Q 14∝=∝=∝=,,而电量επε ⑵充电后断开电键K ,电容器带电量Q 保持恒定,d s C ε∝,

s d U ε∝,s

E ε1∝。 例15.如图所示,在平行板电容器正中有一个带电微粒。K 闭合时,该微粒恰好能保持静止。在①保持K 闭合;②充电后将K 断开;两种情况下,各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板

A .上移上极板M

B .上移下极板N

C .左移上极板M

D .把下极板N 接地 解:由上面的分析可知①选B ,②选C 。 第②种情况也可以这样分析:对平行板电容器,可认为每单位电荷对应一根电

场线,K 断开电量不变,电容器中电场线的总条数不变。改变d 不会改变电场线疏密程度,因此不改变场强;减小S 电场线变密,因此场强增大。

6.电容器作为传感器的应用

例16.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器。电容的计算公式是

d S C ε=,其中常量ε=9.0×10-12F m -1,S 表示两金属片的正对面积,d 表示两金属片间的距离。当某一键被按下时,d

发生改变,引起电容器的电容发生改变,从而给电子线路发出相+Q

-Q +Q

-Q

M

N

应的信号。已知两金属片的正对面积为50mm 2,键未被按下时,两金属片间的距离为0.60mm 。只要电容变化达0.25pF ,电子线路就能发出相应的信号。那么为使按键得到反应,至少需要按下多大距离?

解:先求得未按下时的电容C 1=0.75pF ,按下后距离减小,电容增大,因此C 2=1.00pF ,根据d

S C ε=求得当时两金属片间的距离d 2=0.45mm ,所以至少需要按下0.15mm 。 例17.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度h 的电容

式传感器的示意图。从电容C 大小的变化就能反映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是

A .C 增大表示h 减小

B .

C 减小表示h 增大 C .C 减小表示h 减小

D .C 的变化与h 变化无直接关系

解:这里金属芯线的外表面和导电液与电介质的接触面相当于电容器的两个

极板。随着液面的升降,相当于电容器极板正对面积的增减。因此选C 。

六、静电感应、静电屏蔽

1.把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电,这种现象叫做静电感应。

2.导体中没有电荷定向移动的状态叫静电平衡状态。处于静电平衡状态的导体:①内部场强处处为零(表面的场强垂直于表面);②整个导体是等势体。

3.导体壳可以保护它所包围的区域,使这个区域不受外部电场的影响。这种现象叫静电屏蔽。有的电学仪器和电子设备外面套有金属罩,有的通信电缆外面包有一层铅皮,都是用来防止外界电场干扰的,起静电屏蔽作用。 下右图在验电器外罩一个金属网,验电器的箔片就不再张开,表示金属网内各处的场强都为零。

金属芯线

黑龙江省哈尔滨市第一零九中学20XX年高考物理二轮专题复习电

磁感应教案

一、电磁感应现象

1.产生感应电流的条件

感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。

以上表述是充分必要条件。

当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。这个表述是充分条件,但不是必要的。在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。

2.感应电动势产生的条件

感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。

无论电路是否闭合,只要穿过电路的磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。若外电路是闭合的,电路中就会有电流。

3.磁通量和磁通量变化

如果在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S,则定义B与S的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示,即Φ=BS。Φ是标量,但是有方向(只分进、出该面两种方向)。单位为韦伯,符号为W b。1W b=1T?m2=1V?s=1kg?m2/(A?s2)。

可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。

在匀强磁场的磁感线垂直于平面的情况下,B=Φ/S,所以磁感应强度又叫磁通密度。

当匀强磁场的磁感应强度B与平面S的夹角为α时,磁通量Φ=BS sinα(α是B与S 的夹角)。

磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:

①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB?S sinα

②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS?B sinα

③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)

若B、S、α中有两个或三个同时变化时,就只能分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。

磁通量是有方向的。当初、末状态的磁通量方向相反时,计算磁通量变化时应将初、末状态磁通量的大小相加。

例1.如图所示,矩形线圈沿a→b→c在条形磁铁附近移动,试判断

穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M沿条形磁铁从N极附近向右移动

到S极附近,穿过该线圈的磁通量如何变化?

解:⑴在磁铁右端轴线附近由上到下移动时,穿过线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大。⑵线圈M沿条形磁铁轴线向右移动,穿过线圈的磁通量先增大再减小。

例2.如图所示,环形导线a中有顺时针方向的电流,a环外有两个同心导线圈b、

c,与环形导线a在同一平面内。穿过线圈b、c的磁通量各是什么方向?穿过哪个线圈

的磁通量更大?

解:b、c线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁

通量都是向里的。由于穿过b、c线圈向里的磁通量相同而穿过b线圈向外的磁通量比穿过

a b

c

c 线圈的少,所以穿过b 线圈的总磁通量更大。

二、感应电流的方向

1.楞次定律

感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律解决的是感应电流的方向问题。它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。

在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。 楞次定律的应用应该严格按以下四步进行:⑴确定原磁场方向;⑵判定原磁场如何变化(增大还是减小);⑶确定感应电流的磁场方向(增反减同);⑷根据安培定则判定感应电流的方向。

如果感应电流是由相对运动引起的,那么感应电流引起的结果一定是“阻碍相对运动”的。楞次定律的这个结论与能量守恒定律是一致的:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,该过程必然有机械能转化为电能,即机械能减少,磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。

如果感应电流是由自身电流变化引起的,那么感应电流引起的结果一定是“阻碍自身电流变化”的,就是自感现象。

自感现象的应用和防止举例。 应用:日光灯。要求掌握日光灯电路图,了解其原理。镇流器的作用:①启动时由于启动器自动断路形成瞬时高压,和电源电压叠加后加在灯管两端,使汞蒸气电离而

导电;②正常工作时与灯管串联分压。启动器的作用:接通电路后会自动断电,

使镇流器产生自感电动势。

防止:定值电阻的双线绕法。两个线圈的电流大小相同,方向相反,产

生的磁场也必然等大反向,因此穿过线圈的总磁通量始终为零。 2.右手定则。

对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。这时,用右手定则更方便一些。

例3.如图所示,有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?

解:由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内(这里指包括内环圆面积在内的总面积,而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向为向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针。

例4.如图所示,用丝线将一个闭合金属环悬于O 点,虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现

象。若整个

空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场,会有这种现象吗?

解:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出)磁通量发生变化,环内一定有感应电流产生。根据楞次定律,所以摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象。若左边匀强磁场方向改为竖直向下,穿过金属环的磁通量始终为零,无感应电流,不会阻碍相对运动,摆动就不会很快停下来。

例5.如图所示,a 、b 灯分别标有“36V 40W ”和“36V 25W ”,闭合电键,调节R ,使a 、b 都正常发光。这时断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?

稳定后那只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?

解:重新闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a

将慢慢亮起来,而

b 立即变亮。这时L 的作用相当于一个大电阻;稳定后两灯都正常发光,a 的额定功率大,所以较亮。这时L 的作用相当于一只普通的电阻(就是该线圈的内阻);断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐渐减小,a 渐渐变暗到熄灭,而abRL 组成同一个闭合回路,所以b 灯也将逐渐变暗到熄灭,而且开始还会闪亮一下(因为原来有I a >I b ),并且通过b 的电流方向与原来的电流方向相反。这时L 的作用相当于一个电源。(若将a 灯的额定功率小于b 灯,则断开电键后b 灯不会出现“闪亮”现象。)

设电键是在t =t 0时刻断开的,则灯a 、b 的电流图象如右图所示(以向左的

电流为正。)

三、感应电动势的产生

1.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即t k E ??Φ=,在国际单位制中k =1,所以有t

E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。

(平均值) 在导线垂直切割磁感线产生感应电动势的情况下,由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是:E=BLv 。当v ∥B 时无感应电动势产生。

要区分电动势和路端电压。只有当外电路断开时,电源的路端电压才等于电动势。 例6.将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从磁感应强度为B 的匀强磁场中向右以速度v 匀速拉出过程中,正方形各边的电压分别是多大?

解:仅ab 边上有感应电动势E =Blv ,ab 边相当于电源,另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4,另3边每边两端的电压均为Blv /4。

例7.如图所示,长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。求:将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中,

⑴拉力的大小F ; ⑵拉力的功率P ; ⑶拉力做的功W ; ⑷线圈中产生的电热Q ;⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。

解:这是一道基本练习题,要注意计算中所用的边长是L 1还是L 2 ,再归纳一

下这些物理量与速度v 之间有什么关系。⑴v R v L B F BIL F R E I v BL E ∝=∴===22222,,,;⑵222

22v R

v L B Fv P ∝==;⑶v R v L L B FL W ∝==12221;⑷v W Q ∝=;⑸ R t R E t I q ?Φ==?=与v 无关

特别要注意电热Q 和电荷q 的区别,其中R q ?Φ=与速度无关!

例8.如图所示,U 形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m 的金属棒ab ,ab 与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L 1、L 2,回路的总电阻为R 。从t =0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B =kt ,(k >0)

那么在t 为多大时,金属棒开始移动? 解:由t

E ??Φ== kL 1L 2可知,回路中感应电动势是恒定的,电流大小也是恒定的,但

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高考物理二轮复习重点及策略

2019高考物理二轮复习重点及策略 一、考点网络化、系统化 通过知识网络结构理解知识内部的联系。因为高考试题近年来突出对物理思想本质、物理模型及知识内部逻辑关系的考察。 例如学习电场这章知识,必须要建立知识网络图,从电场力和电场能这两个角度去理解并掌握。 二、重视错题 错题和不会做的题,往往是考生知识的盲区、物理思想方法的盲区、解题思路的盲区。所以考生要认真应对高三复习以来的错题,问问自己为什么错了,错在哪儿,今后怎么避免这些错误。分析错题可以帮助考生提高复习效率、巩固复习成果,反思失败教训,及时在高考前发现和修补知识与技能方面的漏洞。充分重视通过考试考生出现的知识漏洞和对过程和方法分析的重要性。很多学生不够重视错题本的建立,都是在最后关头才想起要去做这件事情,北京新东方一对一的老师都是非常重视同时也要求学生一定要建立错题本,在大考对错题本进行复习,这样的效果和收获是很多同学所意想不到的。 三、跳出题海,突出高频考点 例如电磁感应、牛二定律、电学实验、交流电等,每年会考到,这些考点就要深层次的去挖掘并掌握。不要盲区的去大

量做题,通过典型例题来掌握解题思路和答题技巧;重视“物理过程与方法”;重视数学思想方法在物理学中的应用;通过一题多问,一题多变,一题多解,多题归一,全面提升分析问题和解决问题的能力;通过定量规范、有序的训练来提高应试能力。 四、提升解题能力 1、强化选择题的训练 注重对基础知识和基本概念的考查,在选择题上的失手将使部分考生在高考中输在起跑线上,因为选择题共48分。所以北京新东方中小学一对一盛海清老师老师建议同学们一定要做到会的题目都拿到分数,不错过。 2、加强对过程与方法的训练,提高解决综合问题的应试能力 2019年北京高考命题将加大落实考查“知识与技能”、“过程与方法”的力度,更加注重通过对解题过程和物理思维方法的考查来甄别考生的综合能力。分析是综合的基础,分析物理运动过程、条件、特征,要有分析的方法,主要有:定性分析、定量分析、因果分析、条件分析、结构功能分析等。在处理复杂物理问题是一般要定性分析可能情景、再定量分析确定物理情景、运动条件、运动特征。 如物体的平衡问题在力学部分出现,学生往往不会感到困难,在电场中出现就增加了难度,更容易出现问题的是在电

(完整版)高中物理经典选择题(包括解析答案)

物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国,19,6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )

A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是( ) A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2| B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2 C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。

高三物理的教学计划

高三物理的教学计划 一、情况分析 一教材分析:高中前两年已经基本完成了高中物理教学内容,高三年级将进入全面的 总复习阶段,为了配合高三的总复习,学校统一订购了由光明出版社编写的《三维设计》 作为高三复习教材,该书以高中物理课程标准和高考考试大纲为指导,以2021年普通高 考考试说明为依据编写,作为本学年参考用,本学期拟定完成本书的第一至第十三章的第 一轮复习。 二学情分析: 1、课堂情况:由于是高三年级,即将面临着高考的选拔考试,大多数的学生对基础 知识的求知欲望比较强烈。所以课堂纪律比较好,都比较认真地听课,自觉地与老师互动,完成教学任务。 2、对基础知识的掌握:高三279,275为理科基础班,虽然相对来说物理基础较差, 但学习能力有着较大的差异,根据前段时间的观察和摸底,大多数的学生对基本知识的掌 握不够牢固,各章各节的知识点尚处于分立状态,不能很好地利用知识解决相应的基本问题,所以对知识的了解和掌握有待地提高。 3、解题技能:利用物理知识解决有关综合问题的能力很差,学生解决问题的技能还 有待提高。 二、教学目标与任务 加强和利用知识点的复习,尽快帮助学生把各章分立的知识点建立成为网状的状态, 掌握物理思想的应用物理知识解决相关问题的思维方法,进一步提高解决问题的技能。具 体地说: 1、知识方面,应达到熟练掌握每一个知识点的要求,即看到一个题目以后,题中包 含了哪些知识点要一清二楚,不能模模糊糊,并且知识点之间的联系也要清楚, 2、技能方面,主要是进一步培养学生分析问题和解决问题的能力,作到常规思维、 逆向思维和发散思维相结合,同时,要求学生熟练掌握基本的解题方法,从而提高学生的 解题速度。 3、情感与价值观方面,引导学生形成正确的价值观、人生观、世界观,使学生在物 理美中陶冶自己的情操,从而达到全面育人的目的。 三、方法与措施

高考物理二轮复习计划五步走

2019年高考物理二轮复习计划五步走 通过第一轮的复习,高三学生大部分已经掌握了物理学中的基本概念、基本规律及其一般的应用。在第二轮复习中,首要的任务是要把整个高中的知识网络化、系统化;另外,要在理解的基础上,综合各部分的内容,进一步提高解题能力。这一阶段复习的指导思想是:突出主干知识,突破疑点、难点;关注热点和《考试说明》中新增点、变化点。二轮复习的目的和任务是:①查漏补缺:针对第一轮复习存在的问题,进一步强化基础知识的复习和基本技能的训练,进一步巩固基础知识和提高基本能力,进一步强化规范解题的训练;②知识重组:把所学的知识连成线、铺成面、织成网,梳理知识结构,使之有机结合在一起,以达到提高多角度、多途径地分析和解决问题的能力的目的;③提升能力:通过知识网的建立,一是提高解题速度和解题技巧,二是提升规范解题能力,三是提高实验操作能力。在第二轮复习中,重点在提高能力上下功夫,把目标瞄准中档题。 二轮复习的思路模式是:以专题模块复习为主,实际进行中一般分为如下几个专题来复习:(1)力与直线运动;(2)力与曲线运动;(3)功和能;(4)带电体(粒子)的运动;(5)电路与电磁感应;(6)必做实验部分; (7)选考模块。每一个专题都应包含以下几个方面的内容:(1)知识结构分析;(2)主要命题点分析;(3)方法探索;(4)典型例题分析;(5)配套训练。具体说来,专题复习中应注意以下几个方面的问题: 选考模块的复习不可掉以轻心,抓住规律区别对待。 选考模块的复习要突出对五个二级知识点的加强(选修3—4中四个,

选修3—5中一个)。由于分数的限制,该部分的复习重点应该放在扩大知识面上,特别是选修3—3,没有二级要求的知识点,应该是考生最容易拿分的版块,希望认真钻研教材。课本是知识之源,对这几部分的内容一定要做到熟读、精读课本,看懂、弄透,一次不够就两次,两次不行需再来,绝不能留任何的死角,包括课后的阅读材料、小实验、小资料等,因为大多的信息题是从这里取材的。 实验部分一直是高考复习的重点和难点 实验的理论部分一般在第一轮中进行,我们把“走进实验室”放在第二轮。历年来尽管在实验部分花费不少的时间和精力,但掌握的情况往往是不尽如人意,学生中高分、低分悬殊较大,原因在于很多学生思想重视不够、学习方法不对。实验中最重要的是掌握实验目的和原理,特别是《课程标准》下,高考更加注重考查实验原理的迁移能力,即使是考查教材上的原实验,也是改容换面而推出的。原理是为目的服务的,每个实验所选择的器材源于实验原理,电学中的控制电路与测量电路之间的关系是难以把握的地方。复习中还要注意器材选择的基本原则,灵活地运用这些基本原则是二轮实验复习的一个目的。针对每一个实验,注意做到“三个掌握、五个会”,即掌握实验目的、步骤、原理;会控制条件、会使用仪器、会观察分析、会处理数据并得出相应的结论、会设计简单的实验方案。选做题中考实验的可能性也很大,不要忽视这方面内容。 突出重点知识,狠抓主干知识,落实核心知识 二轮复习中我们不可能再面面俱到,切忌“眉毛胡子一把抓”,而且时

高中物理选修3-5经典例题

物理选修3-5动量典型例题 【例1】质量为0.1kg 的小球,以10m /s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m /s 的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s ,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( ). A .30N B .-30N C .170N D .-170N 【例2】质量为m 的钢球自高处落下,以速率1v 碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为2v ,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ). A .向下,12()m v v - B .向下,12()m v v + C .向上,12()m v v - D .向上,12()m v v + 【例3】质量为2m 的物体A ,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B 碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A 的速度的2/3,则物体B 的质量为( ). A .m B .2m C .3m D . 2 3 m 【例4】一个不稳定的原子核,质量为M ,处于静止状态,当它以速度0v 释 放一个质量为m 的粒子后,则原子核剩余部分的速度为( ). A .0 m v M m - B . m v M - C .0m v M m -- D .0 m v M m - + 【例5】带有光滑圆弧轨道、质量为M 的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m 的小球以速度v 0水平冲上滑车,当小球上滑再返回并脱离滑车时,有①小球一定水平向左做 平抛运动 ②小球可能水平向左做平抛运动 ③小球可能做自由落体运动 ④小球一定水平向右做平抛运动 以上说法正确的是( ) A.① B .②③ C.④ D.每种说法都不对 【例6】质量为m 的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经1t 秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t . 【例7】将质量为0.10kg 的小球从离地面20m 高处竖直向上抛出,抛出时 的初速度为15m /s ,当小球落地时,求: (1)小球的动量; (2)小球从抛出至落地过程中的动量增量; (3)小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量. 【例8】气球质量为200kg ,载有质量为50kg 的人,静止在空中距地面20m 高的地方,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少为多少米?(不计人的高度)

高考物理二轮复习攻略

2019高考物理二轮复习攻略 物理在绝大多数的省份既是会考科目又是高考科目,在高中的学习中占有重要地位。以下是查字典物理网为大家整理的高考物理二轮复习攻略,希望可以解决您所遇到的相关问题,加油,查字典物理网一直陪伴您。 一、知识板块:以小综合为主,不求大而全 第一轮复习基本上都是以单元,章节为体系。侧重全面弄懂基本概念,透彻理解基本规律,熟练运用基本公式解答个体类物理问题。综合应用程度不太高。实际上知识与技能的综合是客观存在,所以,我们因势利导把知识进行适当综合。但要循序渐进,以小综合为主,不求一步到位的大而全。 所谓小综合,就是大家一眼就能审视出一个问题涉及那两个知识点,可能用到那几个物理公式的。譬如: 1.力和物体的运动综合问题(力的平衡、直线运动、牛顿定律、平抛运动、匀速圆周运动); 2.万有引力定律的应用问题; 3.机械振动和机械波; 4.动能定理与机械能守恒定律; 5.气体性质问题; 6.带电粒子在电场中的直线运动(匀速、匀加速、匀减速、往复运动),曲线运动(类平抛、圆周运动); 7.直流电路分析问题:①动态分析,②故障分析;

8.电磁感应中的综合问题:①导体棒切割磁感线(单根、双根、U形导轨、形导轨、O形导轨;导轨水平放置、竖直放置、倾斜放置等各种情景),②闭合线圈穿过有界磁场(线圈有正方形、矩形、三角形、圆形、梯形等),(有边界单个磁场,有分界衔接磁场)、(线圈有竖直方向穿过、水平方向穿过等各种情景); 9.物理实验专题复习:①应用性实验,②设计性实验,③探究性实验; 10.物理信息给予题(新概念、新规律、数据、表格、图像等) 11.联系实际新情景题(文字描述新情景、图字展现新情景、建物理模型,重物理过程分析); 12.常用的几种物理思维方法; 13.物理学习中常用的物理方法。 二、方法板块:以基本方法为主,不哗众取宠 分析研究和解答物理问题,离不开物理思想,这种思想直觉反应是思维方法。平时学习中大家已经接触和应用过多种方法,但仍是比较零乱的。因此,有必要适当地加于归纳总结,能知道一些方法的适用情况,区别普遍性与特殊性。其中要以基本方法为主。即必须掌握,熟练应用且平时用得最多的几种方法。 如受力分析法:从中判断研究对象受几个力,是恒力还是变力;过程分析法:能把较复杂的物理问题分析成若干简单的

高三物理教案全集(共250页)

力学 一、力 教学目标 1.知识目标: (1)理解高中学习的各种力的概念; (2)掌握高中学习的各种力的公式、单位及矢量性; (3)掌握高中学习的各种力之间的联系. 2.能力目标; (1)要求学生做到恰当选择研究对象,增长灵活运用知识的能力; (2)要求学生做到准确对研究对象进行受力分析,会把运动物体抽象为正确的物理模型; (3)培养学生正确的解题思路和综合分析问题的能力. 3.德育目标: (1)在教学的整个过程中,渗透物理学以观察、实验为基础的科学研究方法,以及注重理性思维的科学态度; (2)用科学家的言行教育学生如何做人. 教学重点、难点分析 1.对高一、高二学习的各种力进一步加深理解,进行全面系统的总结. 2.引导学生正确选取研究对象,掌握对研究对象进行受力分析的一般方法. 3.力学是整个物理学的基础,而受力分析又是解决物理问题最关键的步骤,熟练进行受力分析既是本节复习课的教学重点也是教学的难点. 教学过程设计 一、对复习的几点建议 1.提倡“三多、三少”.“三多”即多做小题,多做小综合题,多做变式型的常见题;“三少”即少做大题,少做大综合题,少做难题. [例1] 如图1-1-1所示,斜劈B置于地面上静止,物块A置于斜劈B上静止,求地面对斜劈B的摩擦力. 方法一:分别选A、B为研究对象进行受力分析,可以求得地面对斜劈B的摩擦力为零.

方法二:选整体为研究对象进行受力分析,可迅速得出地面对斜劈B的摩擦力为零. 可见,一道简单的题目,可以做得较复杂,也可以做得相当简单.此题关键在于研究对象选取是否巧妙.此外,若采用方法一,必须很明白作用力和反作用力的关系.这两种方法,学生都应该熟练掌握. 此题变式型为: [例2]斜劈B置于地面上静止,物块A在斜劈B上沿斜面匀速下滑,求地面对斜劈B的摩擦力.利用上述方法一,受力情况完全相同,所以地面对斜劈B的摩擦力为零. [例3]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止,物块A在沿斜面向上F力的作用下沿斜面匀速上滑,求地面对斜劈B的摩擦力. 分别选A、B为研究对象进行受力分析可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcos . [例4]倾角为θ的斜劈B置于地面上静止,物块A在沿斜面向上F力的作用下沿斜面以加速度a匀加速上滑,求地面对斜劈B的摩擦力. 分别选A、 B为研究对象进行受力分析,可以求得地面对斜劈B的摩擦力为Fcos θ-macosθ. 由此可见,多做小题、变式型题可以帮助你掌握巩固基础知识,还可以帮助你灵活应用这些知识.只有基础知识巩固,才能在做难题时能力得到发挥. 2.自我诊断:错题改正,定期复习,做好标记. 在复习过程中,要不断地回顾,考察自己在哪个知识点容易出错.只有不断地对自己进行自我诊断,才能明确地知道自己的弱点,才能更有效地利用时间,提高成绩.值得注意的是:千万别盲从,不要看见别人干什么,自己就干什么.抓不住自己的重点.总做一些对自己提高成绩帮助并不太大的事,那样会得不偿失的. 要经常进行错题改正,建立错题档案本.错题不能只抄在本上,就完事了.必须要做定期复习,并且做上标记.一道错题,若第一次复习时做对了,可以做上标记,时间过得长一些再复习,若复习三次做对了,可以做上标记暂时不用管了,以后放寒假、暑假或一模、二模前再复习.这样,虽然你抄的错题越来越多,但通过每次的定期复习,不会做的,再做错的题目应该越来越少. 关于做错题本的建议: (1)分类别抄错题; (2)抄错题本身就是一次复习.用明显的颜色总结、归纳错误原因,以及得出的小结; (3)将题目抄在正页,在反面抄录答案,每一页在页边上开辟空白行,专供写错误原因、得出的小结以及复习的标记(日期、第几次)等用. 3.平时要经常准备“备忘录”.

高三物理二轮复习专题一

专题定位 本专题解决的是受力分析和共点力平衡问题.高考对本专题内容的考查主要有:①对各种性质力特点的理解;②共点力作用下平衡条件的应用.考查的主要物理思想和方法有:①整体法和隔离法;②假设法;③合成法;④正交分解法;⑤矢量三角形法;⑥相似三角形法;⑦等效思想;⑧分解思想. 应考策略 深刻理解各种性质力的特点.熟练掌握分析共点力平衡问题的各种方法. 1. 弹力 (1)大小:弹簧在弹性限度内,弹力的大小可由胡克定律F =kx 计算;一般情况下物体间相互作用的弹力可由平衡条件或牛顿运动定律来求解. (2)方向:一般垂直于接触面(或切面)指向形变恢复的方向;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向. 2. 摩擦力 (1)大小:滑动摩擦力F f =μF N ,与接触面的面积无关;静摩擦力0

(1)大小:F洛=q v B,此式只适用于B⊥v的情况.当B∥v时F洛=0. (2)方向:用左手定则判断,洛伦兹力垂直于B、v决定的平面,洛伦兹力总不做功.6.共点力的平衡 (1)平衡状态:静止或匀速直线运动. (2)平衡条件:F合=0或F x=0,F y=0. (3)常用推论:①若物体受n个作用力而处于平衡状态,则其中任意一个力与其余(n-1) 个力的合力大小相等、方向相反.②若三个共点力的合力为零,则表示这三个力的有向线段首尾相接组成一个封闭三角形. 1.处理平衡问题的基本思路:确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论. 2.常用的方法 (1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法. (2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解 法等. 3.带电体的平衡问题仍然满足平衡条件,只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力. 4.如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动,则一定是匀速直线运动,因为F洛⊥v. 题型1整体法和隔离法在受力分析中的应用 例1如图1所示,固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面,一根轻绳跨过物体P 顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4 kg的小球,小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ=60°,绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50 N,作用在物块2的水平力F=20 N,整个系统平衡,g=10 m/s2,则以下正确的是() 图1 A.1和2之间的摩擦力是20 N B.2和3之间的摩擦力是20 N

高中物理必修1知识点汇总(带经典例题)

高中物理必修1 运动学问题是力学部分的基础之一,在整个力学中的地位是非常重要的,本章是讲运动的初步概念,描述运动的位移、速度、加速度等,贯穿了几乎整个高中物理内容,尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多,但力、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察。近些年高考中图像问题频频出现,且要求较高,它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。 第一章运动的描述 专题一:描述物体运动的几个基本本概念 ◎知识梳理 1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。 2.参考系:被假定为不动的物体系。 对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。 3.质点:用来代替物体的有质量的点。它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。’ 物体可视为质点主要是以下三种情形: (1)物体平动时; (2)物体的位移远远大于物体本身的限度时; (3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。 4.时刻和时间 (1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s时”都是指时刻。 (2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。 5.位移和路程 (1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。 (2)路程是质点在空间运动轨迹的长度,是标量。在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。 (3)位移与路程是在一定时间内发生的,是过程量,二者都与参考系的选取有关。一般情况下,位移的大小并不等于路程,只有当质点做单方向直线运动时,二者才相等。6.速度 (1).速度:是描述物体运动方向和快慢的物理量。 (2).瞬时速度:运动物体经过某一时刻或某一位置的速度,其大小叫速率。

高考物理二轮复习 专题十 高考物理模型

2013年高考二轮复习专题十 高考物理模型 方法概述 高考命题以《考试大纲》为依据,考查学生对高中物理知识的掌握情况,体现了“知识与技能、过程与方法并重”的高中物理学习思想.每年各地的高考题为了避免雷同而千变万化、多姿多彩,但又总有一些共性,这些共性可粗略地总结如下: (1)选择题中一般都包含3~4道关于振动与波、原子物理、光学、热学的试题. (2)实验题以考查电路、电学测量为主,两道实验小题中出一道较新颖的设计性实验题的可能性较大. (3)试卷中下列常见的物理模型出现的概率较大:斜面问题、叠加体模型(包含子弹射入)、带电粒子的加速与偏转、天体问题(圆周运动)、轻绳(轻杆)连接体模型、传送带问题、含弹簧的连接体模型. 高考中常出现的物理模型中,有些问题在高考中变化较大,或者在前面专题中已有较全面的论述,在这里就不再论述和例举.斜面问题、叠加体模型、含弹簧的连接体模型等在高考中的地位特别重要,本专题就这几类模型进行归纳总结和强化训练;传送带问题在高考中出现的概率也较大,而且解题思路独特,本专题也略加论述. 热点、重点、难点 一、斜面问题 在每年各地的高考卷中几乎都有关于斜面模型的试题.在前面的复习中,我们对这一模型的例举和训练也比较多,遇到这类问题时,以下结论可以帮助大家更好、更快地理清解题思路和选择解题方法. 1.自由释放的滑块能在斜面上(如图9-1 甲所示)匀速下滑时,m与M之间的动摩擦因数μ=g tan θ. 图9-1甲 2.自由释放的滑块在斜面上(如图9-1 甲所示): (1)静止或匀速下滑时,斜面M对水平地面的静摩擦力为零; (2)加速下滑时,斜面对水平地面的静摩擦力水平向右; (3)减速下滑时,斜面对水平地面的静摩擦力水平向左. 3.自由释放的滑块在斜面上(如图9-1乙所示)匀速下滑时,M对水平地面的静摩擦力为零,这一过程中再在m上加上任何方向的作用力,(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零(见一轮书中的方法概述). 图9-1乙 4.悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图9-2所示): 图9-2

高三物理高考精品专题讲座:库仑定律 电场强度

第七章电场一、考纲要求 内容要 求 说明 1.物质的电结构、电荷守恒 2.静电现象的解释 3.点电荷 4.库仑定律 5.电场强度、点电荷的场强 6.电场线 7.电势能、电势 8.电势差 9.匀强电场中电势差与电场强度的关系10.带电粒子在匀强电场中的运动 11.示波管 12.常用的电容器 13.电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 静电场是十分重要的一章,本章涉及的概念和规律是进一步学习电磁学的基础,是高中物理 核心内容的一部分,对于进一步学习科学技术是 非常重要的.近几年高考中对库仑定律、电荷守 恒、电场强度、电势、电势差、等势面、电容等 知识的考查,通常是以选择题形式考查学生对基 本概念、基本规律的理解,难度不是很大,但对 概念的理解要求较高.本章考查频率较高且难度 较大的是电场力做功与电势能变化、带电粒子在 电场中的运动这两个内容.尤其在与力学知识的 结合中巧妙的把电场概念、牛顿定律、功能关系 等相联系命题,对学生能力有较好的测试作用,纵观近5年广东高考题,基本上每年都有大题考 查或选择题考查,相信在今后的高考命题中仍是 重点,命题趋于综合能力考查,且结合力学的平 衡问题、运动学、牛顿运动定律、功和能以及交 变电流等构成综合题,来考查学生的探究能力、运用数学方法解决物理问题的能力,因此在复习 中不容忽视. 知识网络

第1讲 库仑定律 电场强度 ★考情直播 2.考点整合 考点一 电荷守恒定律 1.电荷守恒定律是指电荷既不能 ,也不能 ,只能从一个物体 到另一个物体,或者从物体的一部分 到另一部分,在转移的过程中电荷的总量 . 2.各种起电方法都是把正负电荷 ,而不是创造电荷,中和是等量异种电 电荷守恒定律(三种起电方式 摩擦起电、接触起电、感应起电) 库仑定律 定律内容及公式 2 r Qq k F = 应用 点电荷与元电荷 库仑定律 描述电场力的 性质的物理量 描述电场能的 性质的物理量 电场强度 电场线 电场力 F=qE (任何电场)、2r Qq k F =(真空中点电荷) 大小 方向 正电荷在该点的受力方向 定义式 E =F/q 真空中点电荷的场强 E=kQ/r 2 匀强电场的场强 E=U/d 电场 电势差 q W U AB AB = 电势 B A AB U ??-= 令0=B ? 则AB A U =? 等势面 电势能 电场力的功 qU W = 电荷的储存 电容器(电容器充、放电过程及特点) 示波管 带电粒子在电场中的运动 加速 偏转

高考物理二轮复习专题一直线运动

专题一直线运动 『经典特训题组』 1.如图所示,一汽车在某一时刻,从A点开始刹车做匀减速直线运动,途经B、C两点,已知AB=3.2 m,BC=1.6 m,汽车从A到B及从B到C所用时间均为t=1.0 s,以下判断正确的是() A.汽车加速度大小为0.8 m/s2 B.汽车恰好停在C点 C.汽车在B点的瞬时速度为2.4 m/s D.汽车在A点的瞬时速度为3.2 m/s 答案C 解析根据Δs=at2,得a=BC-AB t2=-1.6 m/s 2,A错误;由于汽车做匀减速 直线运动,根据匀变速直线运动规律可知,中间时刻的速度等于这段时间内的平 均速度,所以汽车经过B点时的速度为v B=AC 2t=2.4 m/s,C正确;根据v C=v B+ at得,汽车经过C点时的速度为v C=0.8 m/s,B错误;同理得v A=v B-at=4 m/s,D错误。 2.如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置—时间(x-t)图线。由图可知() A.在t1时刻,b车追上a车 B.在t1到t2这段时间内,b车的平均速度比a车的大 C.在t2时刻,a、b两车运动方向相同 D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直比a车的大 答案A

解析在t1时刻之前,a车在b车的前方,在t1时刻,a、b两车的位置坐标相同,两者相遇,说明在t1时刻,b车追上a车,A正确;根据x-t图线纵坐标的变化量表示位移,可知在t1到t2这段时间内两车的位移相等,则两车的平均速度相等,B错误;由x-t图线切线的斜率表示速度可知,在t2时刻,a、b两车运动方向相反,C错误;在t1到t2这段时间内,b车图线斜率不是一直比a车的大,所以b车的速率不是一直比a车的大,D错误。 3.甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的v-t图象如图所示。在这段时间内() A.汽车甲的平均速度比乙的大 B.汽车乙的平均速度等于v1+v2 2 C.甲、乙两汽车的位移相同 D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大 答案A 解析根据v-t图象中图线与时间轴围成的面积表示位移,可知甲的位移大于乙的位移,而运动时间相同,故甲的平均速度比乙的大,A正确,C错误;匀变速 直线运动的平均速度可以用v1+v2 2来表示,由图象可知乙的位移小于初速度为v2、 末速度为v1的匀变速直线运动的位移,故汽车乙的平均速度小于v1+v2 2,B错误; 图象的斜率的绝对值表示加速度的大小,甲、乙的加速度均逐渐减小,D错误。 4. 如图所示是某物体做直线运动的v2-x图象(其中v为速度,x为位置坐标),下列关于物体从x=0处运动至x=x0处的过程分析,其中正确的是()

(完整word版)高考物理经典大题练习及答案

14.(7分)如图14所示,两平行金属导轨间的距离 L=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在 导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于 导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势 E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒 与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接图14 触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取 10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求: (1)通过导体棒的电流; (2)导体棒受到的安培力大小; (3)导体棒受到的摩擦力 15.(7分)如图15所示,边长L=0.20m的正方形导线框ABCD 由粗细均匀的同种材料制成,正方形导线框每边的电阻R0=1.0 Ω, 金属棒MN与正方形导线框的对角线长度恰好相等,金属棒MN的电 阻r=0.20 Ω.导线框放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.50 T,方向垂直导线框所在平面向里.金属棒MN与导线框接触良好,且 与导线框的对角线BD垂直放置在导线框上,金属棒的中点始终在BD 连线上.若金属棒以v=4.0 m/s的速度向右匀速运动,当金属棒运动 至AC的位置时,求(计算结果保留两位有效数字): 图15 (1)金属棒产生的电动势大小; (2)金属棒MN上通过的电流大小和方向; (3)导线框消耗的电功率. 16.(8分)如图16所示,正方形导线框abcd的质量为m、边长为l, 导线框的总电阻为R.导线框从垂直纸面向里的水平有界匀强磁场的上 方某处由静止自由下落,下落过程中,导线框始终在与磁场垂直的竖直 平面内,cd边保持水平.磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向 里,磁场上、下两个界面水平距离为l已.知cd边刚进入磁场时线框 恰好做匀速运动.重力加速度为g. (1)求cd边刚进入磁场时导线框的速度大小. (2)请证明:导线框的cd边在磁场中运动的任意瞬间,导线框克 服安培力做功的功率等于导线框消耗的电功率.图16 (3)求从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中,导 线框克服安培力所做的功. 17.(8分)图17(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量φ随时间t按图17(乙)所示正弦规律变化.求: (1)交流发电机产生的 电动势最大值;

高考物理一轮复习 第六章 静电场专家专题讲座 新人教版

【创新方案】2014年高考物理一轮复习专家专题讲座:第六章 静电场 用等效法解决带电体在匀强电场中的圆周运动问题 (1)等效思维方法就是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。常见的等效法有“分解”“合成”“等效类比”“等效替换”“等效变换”“等效简化”等。 带电粒子在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题是一类重要而典型的题型。对于这类问题,若采用常规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用“等效法”求解,则过程比较简捷。 (2)解题思路: ①求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个“等效重力”。 ②将a = F 合 m 视为“等效重力加速度”。 ③将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解。 [典例] 在水平向右的匀强电场中,有一质量为m 、带正电的小球,用长为l 的绝缘细线悬挂于O 点,当小球静止时,细线与竖直方向夹角为θ,如图1所示,现给小球一个垂直于悬线的初速度,小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问: 图1 (1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大? (2)小球在B 点的初速度多大? [解析] 如题图所示,小球所受到的重力、电场力均为恒力,二力的合力为F =mg cos θ。重力场与电场的叠加场为等效重力场,F 为等效重力,小球在叠加场中的等效重力加速度为g ′= g cos θ ,其方向斜向右下,与竖直方向成θ角。小球在竖直平面内做圆周运动的过程中,只有等效重力做功,动能与等效重力势能可相互转化,其总和不变。与重力势能类比知,等效重力势能为E p =mg ′h ,其中h 为小球距等效重力势能零势能点的高度。 (1)设小球静止的位置B 为零势能点,由于动能与等效重力势能的总和不变,则小球位

高考物理二轮复习计划(一)

2019年高考物理二轮复习计划(一) 通过第一轮的复习,高三学生大部分已经掌握了物理学中的基本概念、基本规律及其一般的应用。在第二轮复习中,首要的任务是要把整个高中的知识网络化、系统化;另外,要在理解的基础上,综合各部分的内容,进一步提高解题能力。这一阶段复习的指导思想是:突出主干知识,突破疑点、难点;关注热点和《考试说明》中新增点、变化点。二轮复习的目的和任务是:①查漏补缺:针对第一轮复习存在的问题,进一步强化基础知识的复习和基本技能的训练,进一步巩固基础知识和提高基本能力,进一步强化规范解题的训练;②知识重组:把所学的知识连成线、铺成面、织成网,梳理知识结构,使之有机结合在一起,以达到提高多角度、多途径地分析和解决问题的能力的目的;③提升能力:通过知识网的建立,一是提高解题速度和解题技巧,二是提升规范解题能力,三是提高实验操作能力。在第二轮复习中,重点在提高能力上下功夫,把目标瞄准中档题。 二轮复习的思路模式是:以专题模块复习为主,实际进行中一般分为如下几个专题来复习:(1)力与直线运动;(2)力与曲线运动;(3)功和能;(4)带电体(粒子)的运动;(5)电路与电磁感应;(6)必做实验部分; (7)选考模块。每一个专题都应包含以下几个方面的内容:(1)知识结构分析;(2)主要命题点分析;(3)方法探索;(4)典型例题分析;(5)配套训练。具体说来,专题复习中应注意以下几个方面的问题: 抓住主干知识及主干知识之间的综合 高中物理的主干知识是力学和电磁学部分,在各部分的综合应用中,

主要以下面几种方式的综合较多:①牛顿三定律与匀变速直线运动和曲线运动的综合(主要体现在动力学和天体问题、带电粒子在匀强电场中运动、通电导体在磁场中运动,电磁感应过程中导体的运动等形式);②以带电粒子在电场、磁场中运动为模型的电学与力学的综合,如利用牛顿定律与匀变速直线运动的规律解决带电粒子在匀强电场 中的运动、利用牛顿定律与圆周运动向心力公式解决带电粒子在磁场中的运动、利用能量观点解决带电粒子在电场中的运动;③电磁感应现象与闭合电路欧姆定律的综合,用力与运动观点和能量观点解决导体在匀强磁场中的运动问题;④串、并联电路规律与实验的综合(这是近几年高考实验命题的热点),如通过粗略地计算选择实验器材和电表的量程、确定滑动变阻器的连接方法、确定电流表的内外接法等。对以上知识一定要特别重视,尽可能做到每个内容都过关,绝不能掉以轻心,要分别安排不同的专题重点强化,这是我们二轮复习的重中之重,希望在这些地方有所突破。

高考物理经典考题300道(10)

一、计算题(解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。本题包含55小题,每题?分,共?分) 1.如图所示,在光滑的水平面上,有两个质量都是M 的小车A 和B ,两车间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度向右运动,另有一质量为 0M 的粘性物体,从高处自由下落,正好落 至A 车并与之粘合在一起,在此后的过程中,弹簧获得最大弹性势能为E ,试求A 、B 车开始匀速运动的初速度 0v 的大小. 解析:物体 0M 落到车A 上并与之共同前进,设其共同速度为1v , 在水平方向动量守恒,有 100)(v M M M v += 所以 0 01v M M M v += 物体0M 与A 、B 车共同压缩弹簧,最后以共同速度前进,设共同速度为2v ,根据动量守 恒有 200)2(2v M M Mv += 所以 0222v M M M v += 当弹簧被压缩至最大而获得弹性势能为E ,根据能量守恒定律有: ()()202102202121221 Mv v M M v M M E ++=++ 解得 ()()002 0022M M M M MM E v ++= . 2.如图所示,质量为M 的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一个质量为m 的木块,车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块一个水平向右的瞬时冲量I ,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧相碰后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端.试求: (1)木块返回到小车左端时小车的动能. (2)弹簧获得的最大弹性势能. 解:(1)选小车和木块为研究对象.由于m 受到冲量I 之后系统水平方向不受外力作用,系统动量守恒.则v m M I )(+=

高考物理二轮专项

高考物理二轮专项:功和机械能压轴题训练 1.(10分)如图21所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向竖直向上;磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B,方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 (1)若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为mg,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求: 金属棒a刚进入磁场Ⅰ时,通过金属棒b的电流大小; 若金属棒a在磁场Ⅰ运动过程中,金属棒b能在导轨上保持静止,通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件; (2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大,求金属棒a在磁场Ⅰ运动过程中,金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。 2.(8分)如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。 (1)判断小球的带电性质; (2)求该匀强电场的电场强度E的大小; (3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时的速度大小。 3.(10分)如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为v m。改变电阻箱的阻值R,得到v m与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。 (1)当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;(2)求金属杆的质量m和阻值r;

高三物理高考专题讲座:匀速直线运动

第一章直线运动 一、考纲要求 1.机械运动、参考系、质点为Ⅰ级要求 2.位移和路程为Ⅱ级要求 3.匀速直线运动、速度、速率、位移公式、运动图象为Ⅱ级要求4.变速直线运动、平均速度为Ⅱ级要求 5.匀变速直线运动、(平均)加速度公式为Ⅱ级要求 二、知识网络 第1讲描述运动的基本概念匀速直线运动

★一、考情直播 1.考纲解读 考纲内容 能力要求 考向定位 1.参考系、质点 2.位移、速度和加速度1.认识在哪些情况下可以把物体看成质点的,知道不引入参考系就无法确定质点的位置和运动. 2.理解位移、速度和加速度 1.在研究物理问题过程中构 建物理模型,再现物理情景. 2.对参考系、质点只作Ⅰ级要求,对位移、速度和加速度 则作Ⅱ级要求 2.考点整合 考点1 机械运动、参考系、位置、位移和路程 1、机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变.包括平动、转动和振动等形式.参考系:为了研究物体的运动而假设为不动的物体. 参考系的选取是任意的,对同一物体的运动,选取的参考系不同,对物体的运动描述结果不同. 2、位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的矢量,即位移大小和方向由始、末位置决定,与物体运动路径无关;路程是物体运动轨迹的长度,是标量. 既有大小又有方向,运算遵循平行四边形定则的物理量,叫做 矢量; 只有大小而没有方向的物理量,叫做标量. 【例1】关于位移和路程,以下说法正确的是( ) A .位移是矢量,路程是标量 B .物体的位移是直线,而路程是曲线 C .在直线运动中,位移与路程相同 D .只有在质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程 解析:位移描述物体位置的变化,它是从物体初位置指向末位置的物理量,它是矢量;路程是从物体初位置到末位置所经过的路径轨迹长度.路程是标量.A 正确.位移和路程都是物理量,不存在直线或曲线问题,B 错.位移和路程是两个不同的物理量,前者是矢量后者是标量,即使大小相等也不能说二者相同,C 错,D 正确. 答案:AD . 特别提醒: 位移和路程容易混淆,常见错误认识是认为做直线运动的物体的位移大小与路程相等。

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